快速拼裝可回收框架錨桿結(jié)構(gòu)及施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及巖土錨固技術(shù)領(lǐng)域，適用于土質(zhì)邊坡、基坑工程。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展和各類基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度不斷加大，在交通道路沿線涌現(xiàn)出大量的邊坡，在城市房屋建筑中存在諸多基坑。近年來暴雨、洪水、地震等自然災(zāi)害頻繁發(fā)生，誘發(fā)的邊坡失穩(wěn)隨處可見，往往造成交通阻斷，江河堵塞，給搶險救災(zāi)帶來極大的困難，諸如人員、機(jī)械被堵而不能迅速趕到災(zāi)害現(xiàn)場，影響救災(zāi)進(jìn)度，造成大量的生命威脅和財產(chǎn)損失。因此，搶險救災(zāi)需要首先治理沿線的失穩(wěn)邊坡，屬于快速治理工程?；訉儆谂R時性支護(hù)工程，支護(hù)功能完成后。為了節(jié)約資源，臨時性工程應(yīng)考慮回收再利用。
[0003]框架錨桿是一種應(yīng)用非常廣泛的加固支護(hù)坡體方法，其施工工藝是:在坡體上鉆孔、插入錨桿、注水泥漿，坡面施做混凝土或鋼框架，養(yǎng)護(hù)硬化后起到支護(hù)作用。但普通錨桿在施工中耗費(fèi)時間長、工序復(fù)雜，漿體凝固速度慢，不能快速形成錨固力，在臨時性工程中，支護(hù)功能完成后，錨桿無法回收與所建筑的構(gòu)筑物一起埋藏于地下，占用了大量的地下空間，形成地下垃圾，造成地下環(huán)境污染，浪費(fèi)土地資源，給臨近地塊的開發(fā)利用造成很大的影響?，F(xiàn)澆混凝土框架在坡面支模困難，混凝土運(yùn)送不方便，澆筑完成后混凝土凝固、需時間長養(yǎng)護(hù)導(dǎo)致工期較長，勞動量大；鋼框架易腐蝕而失去承載力，自重大，造價高昂。
[0004]綜上所述，現(xiàn)有的框架錨桿還不能勝任搶險救災(zāi)治理邊坡和基坑的要求，且存在框架和錨桿無法回收重復(fù)利用造成資源嚴(yán)重浪費(fèi)和工程造價高昂等問題。因此，迫切需要一種能夠快速施工并形成錨固力，框架和錨桿可回收的支護(hù)結(jié)構(gòu)來解決這種問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有支護(hù)結(jié)構(gòu)無法勝任快速支護(hù)和節(jié)約資源的任務(wù)，提供一種能夠快速施工并形成錨固力、可回收的框架錨桿坡體支護(hù)結(jié)構(gòu)，解決目前支護(hù)結(jié)構(gòu)施工速度慢，造價高昂的問題。
[0006]本發(fā)明是一種快速拼裝可回收框架錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)及施工方法，結(jié)構(gòu)包括框架1、錨桿6和錨具18，框架I由膠布囊3、玻璃鋼筒2和十字連接架13組成，玻璃鋼筒2內(nèi)嵌入膠布囊3，膠布囊3內(nèi)充滿氣體，十字連接架13的四個卡槽14內(nèi)均插入玻璃鋼筒2并用螺栓16連接組成框架I ;錨桿6由自由段A和錨固段B構(gòu)成，自由段A為兩端帶有外螺紋的玻璃鋼管7，錨固段B為套筒8連接的玻璃鋼管7組成，套筒8帶有形狀記憶合金片9和導(dǎo)線10，導(dǎo)線10穿過玻璃鋼管7內(nèi)將形狀記憶合金片9與控制開關(guān)11和電源12連接，控制開關(guān)11和電源12置于坡體外；錨桿6穿過十字連接架13的中心孔15，前端由錨具18和墊板19將錨桿6錨固于框架I上，后端通過形狀記憶合金片9錨固于穩(wěn)定土體內(nèi)。
[0007]快速拼裝可回收框架錨桿結(jié)構(gòu)的施工方法，其步驟為:
(I)預(yù)制框架I和錨桿6:根據(jù)工程設(shè)計要求，確定框架I的玻璃鋼筒2的幾何尺寸，膠布囊3的厚度和氣壓值；錨桿6的自由段A、錨固段B的玻璃鋼管7的長度，套筒8和形狀記憶合金片9的數(shù)量；
(2)放線及定位:根據(jù)設(shè)計要求用測量儀器在坡體上進(jìn)行放線，定位錨桿6的位置并鉆孔；
(3)施工錨桿6:將步驟(I)中預(yù)制好的玻璃鋼管7通過套筒8連接，形狀記憶合金片9與導(dǎo)線10連接，將導(dǎo)線10穿過玻璃鋼管7內(nèi)并從另一端伸出與控制開關(guān)11和電源12連接，閉合控制開關(guān)11接通電源12對形狀記憶合金片9加熱，待形狀記憶合金片9緊貼玻璃鋼管7外壁后將其放入坡體的孔內(nèi)，斷開控制開關(guān)11停止加熱，形狀記憶合金片9冷卻恢復(fù)原刺狀，并擠入周圍土體內(nèi)；
(4)施工框架1:在施工完的錨桿6上套十字連接架13，將膠布囊3放入玻璃鋼筒2內(nèi)并用合頁5連接，將其插入十字連接架13的卡槽14內(nèi)，用螺栓16將玻璃鋼筒2與十字連接架13固定連接，充氣機(jī)與膠布囊3的充氣嘴4連接，向膠布囊3內(nèi)充氣直至設(shè)計氣壓值；
(5)張拉錨固:在錨桿6上套墊板19和錨具18，施加預(yù)應(yīng)力張拉錨桿6，用錨具18將錨桿6錨固于框架I上；
(6)按照第(2)、(3)、(4)、(5)步的步驟施工下一個工作面的錨桿6、框架I直至完成所有的支護(hù)施工；
(7)回收方法:(a)卸除錨具18，通過氣針將膠布囊3內(nèi)的氣體放出，拆除框架I;(b)將導(dǎo)線10與控制開關(guān)11和電源12連接，閉合控制開關(guān)11通電，加熱形狀記憶合金片9，待形狀記憶合金片9恢復(fù)記憶性同時變形貼緊玻璃鋼管7，錨固力消失，將錨桿6從土體中拔出。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明充分利用玻璃鋼、膠布囊和形狀記憶合金的特性，提出一種快速拼裝可回收框架錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)；其主要的優(yōu)點(diǎn)為:(1)玻璃鋼為輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐蝕材料屬于剛性體，嵌入玻璃鋼筒內(nèi)的膠布囊中充滿氣體，兩者協(xié)同工作、形成整體結(jié)構(gòu)，具有良好的承載力特性和耐久性，并且放氣后又可回收再利用；(2)形狀記憶合金具有記憶性，不同溫度具有不同的形狀特性，并隨溫度變化形狀不同，形狀記憶合金電阻較大，通電后能自行加熱，而且強(qiáng)度很高，能夠形成可靠的錨固力；(3)本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)用性強(qiáng)、輕質(zhì)高強(qiáng)，能快速形成錨固力；組裝化程度高，施工方法簡單快捷，安裝無需大型機(jī)械配合，節(jié)約大量的勞動力；另外錨桿、框架可回收利用，大量節(jié)約資源、且不會產(chǎn)生環(huán)境污染，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)的立面圖；圖2是圖1的剖面圖；圖3是玻璃鋼筒展開連接的示意圖；圖4是玻璃鋼筒內(nèi)嵌入膠布囊充氣后的示意圖；圖5是十字連接架的示意圖；圖6是套筒的示意圖；圖7是錨桿的形狀記憶合金片未加熱時的示意圖；圖8是錨桿的形狀記憶合金片加熱時的示意圖；
附圖標(biāo)記說明:框架1、玻璃鋼筒2、膠布囊3、充氣嘴4、合頁5、錨桿6、玻璃鋼管7、套筒8、形狀記憶合金片9、導(dǎo)線10、控制開關(guān)11、電源12、十字連接架13、卡槽14、中心孔15、螺栓16、螺栓孔17、錨具18、墊板19、自由段A、錨固段B。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施實(shí)例對本發(fā)明進(jìn)一步說明，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明并非僅限于本實(shí)例。在閱讀本發(fā)明后，凡在本發(fā)明原理內(nèi)所做的等同替換、修改都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0011]如圖1、2、4、5、6、7、8所示，本發(fā)明是一種快速拼裝可回收框架錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)及施工方法，結(jié)構(gòu)包括框架1、錨桿6和錨具18，框架I由膠布囊3、玻璃鋼筒2和十字連接架13組成，玻璃鋼筒2內(nèi)嵌入膠布囊3，膠布囊3內(nèi)充滿氣體，十字連接架13的四個卡槽14內(nèi)均插入玻璃鋼筒2并用螺栓16連接組成框架I ;錨桿6由自由段A和錨固段B構(gòu)成，自由段A為兩端帶有外螺紋的玻璃鋼管7，錨固段B為套筒8連接的玻璃鋼管7組成，套筒8帶有形狀記憶合金片9和導(dǎo)線10，導(dǎo)線10穿過玻璃鋼管7內(nèi)將形狀記憶合金片9與控制開關(guān)11和電源12連接，控制開關(guān)11和電源12置于坡體外；銷桿6穿過十字連接架13的中心孔15，前端由錨具18和墊板19將錨桿6錨固于框架I上，后端通過形狀記憶合金片9錨固于穩(wěn)定土體內(nèi)。
[0012]如圖3、4所示，玻璃鋼筒2是通過合頁5將玻璃鋼片連接而成，玻璃鋼筒2兩端分別帶有四個螺栓孔17，玻璃鋼片的厚度2mm~6mm。
[0013]如圖4所示，膠布囊3的厚度為3~6mm，充氣的氣壓值0.1-0.3Mpa。
[0014]如圖1、5所示，十字連接架13帶有中心孔15和四個卡槽14，卡槽14上對稱布置螺栓孔17。
[0015]如圖6、7、8所示，套筒8為金屬材料制成，套筒8內(nèi)部兩端帶有與玻璃鋼管7相配套的內(nèi)螺紋，外部一端帶有訓(xùn)練好的形狀記憶合金片9，數(shù)量為3~6片，長度為100~300cm，形狀記憶合金片9由NiTi合金等材料制作，相變溫度為50~60°C，套筒8內(nèi)外依次將涂有隔熱層、絕緣層和防腐層，增加使用壽命。
[0016]如圖2、7、8所示，玻璃鋼管7的直徑為40mm~70mm，厚度為3mm~8mm。
[0017]如圖8所示，電源12的額定電壓為220伏，電流為6~10安培。